De ce multe programe Unix folosesc semnale precum USR1? Semnale de încredere

3.3. Semnale Semnalele sunt mecanismul de comunicare între procese în Linux. Acest subiect este foarte larg, așa că aici vom lua în considerare doar cele mai importante semnale și tehnici de control al procesului mesaj special, trimis la proces. Semnalele sunt

Semnale Semnalele sunt o modalitate de transmitere a notificărilor de la un proces la altul sau de la nucleul sistemului de operare către un proces că un anumit eveniment a avut loc. Semnalele pot fi privite ca cea mai simpla forma comunicarea intraprocesuala. La acelasi

Semnale Într-un sens, semnalele oferă cea mai simplă formă de comunicare între procese, permițând unui proces sau unui grup de procese să fie notificat despre apariția unui eveniment. Am analizat deja semnalele din punctul de vedere al utilizatorului și

26.2. Semnale Un semnal se referă la un tip de mesaj care este trimis de la un sistem pentru a informa o comandă sau un script că a avut loc un eveniment. De obicei despre care vorbim erori de memorie, probleme de accesare a informațiilor sau

Numele semnalelor "SIG..." sunt constante numerice (definiții macro C) cu valori definite în fișier antet semnal.h . Valorile numerice ale semnalelor pot varia de la sistem la sistem, deși cea mai mare parte a acestora are sisteme diferite aceleasi valori. Utilitarul kill vă permite să specificați un semnal fie ca număr, fie ca simbol.

Trimiterea semnalelor

Semnalele sunt trimise:

• din terminal apăsând chei speciale sau combinații (de exemplu, apăsarea Ctrl-C generează SIGINT , Ctrl-\ SIGQUIT și Ctrl-Z SIGTSTP );
• miezul sistemului:
  • când apar excepții hardware (instrucțiuni nevalide, încălcări de acces la memorie, defecțiuni ale sistemului etc.);
  • apeluri de sistem eronate;
  • pentru a raporta evenimente I/O;
• un proces la altul (sau la sine), folosind apelul de sistem kill(), inclusiv:

Semnalele nu pot fi trimise către un proces terminat care este în stare zombie.

Procesare a semnalului

Managerul implicit pentru majoritatea semnalelor încheie procesul. Pentru a gestiona alternativ toate semnalele, cu excepția SIGKILL și SIGSTOP, un proces își poate atribui propriul handler sau poate ignora apariția acestora modificându-și masca de semnalizare. Singura excepție este procesul cu pid 1 (init), care are dreptul de a ignora sau procesa orice semnal, inclusiv KILL și STOP.

Siguranță

Un proces (sau utilizator shell) cu un UID efectiv altul decât 0 (UID-ul de superutilizator) poate trimite semnale numai proceselor cu același UID.

Clasificarea semnalelor

POSIX definește 28 de semnale, care pot fi clasificate după cum urmează:

Când gestionează excepții și semnale de depanare, un proces poate scrie un fișier de descărcare a memoriei procesului în directorul curent înainte de a ieși. imagine de bază), folosind care depanatorul poate reconstrui condițiile în care s-a produs această excepție. Uneori (de exemplu, pentru programele executate ca superutilizator) un dump de memorie nu este creat din motive de securitate.

SA_SIGINFO

De obicei, un handler de semnal primește un singur argument - numărul semnalului (acest lucru vă permite să utilizați o funcție de handler pentru mai multe semnale). Dacă, atunci când specificați un handler de semnal (folosind funcția sigaction()), specificați opțiunea SA_SIGINFO, atunci încă două argumente vor fi transmise handlerului:

1. pointer către o structură siginfo_t care conține:
   • o mască de bit de „coduri de semnal” suplimentare care determină cauza apariției acesteia;
   • identificatorul de proces (PID) care a trimis semnalul;
   • identificatorul efectiv de utilizator (UID) sub care rulează procesul (de exemplu, utilitarul kill) care a trimis semnalul;
   • adresa instrucțiunii în care s-a produs excepția;
   • și așa mai departe.
2. un pointer către „contextul mașinii” în momentul în care a apărut semnalul (cu o „stivă de semnale” - date suplimentare care sunt împinse în stivă atunci când anumite semnale de excepție sunt ridicate).

Majoritatea codurilor suplimentare sunt specifice fiecărui semnal. Coduri comune tuturor semnalelor:

Vezi si

Scrieți o recenzie despre articolul „Semnale (UNIX)”

Legături

• - Conceptul de semnal (IEEE Std 1003.1, ediția 2004)
• - Descrierea structurilor și constantelor asociate cu semnalele (IEEE Std 1003.1, 2004 Edition)
• - „Reguli de utilizare a semnalelor în Unix” (Mesaj în conferința RU.UNIX.PROG)

Extras care descrie semnalele (UNIX)

Două zile după aceasta, Rostov nu l-a văzut pe Dolokhov cu oamenii săi și nu l-a găsit acasă; a treia zi a primit un bilet de la el. „Din moment ce nu mai intenționez să vă vizitez casa din motive cunoscute de dvs. și mă duc la armată, în această seară le dau prietenilor mei o petrecere de rămas bun - vino la hotelul englezesc.” Rostov la ora 10, de la teatru, unde se afla cu familia și Denisov, a ajuns în ziua stabilită la hotelul englezesc. A fost dus imediat în cea mai bună cameră a hotelului, ocupată pentru acea noapte de Dolokhov. În jurul mesei se înghesuiau vreo douăzeci de oameni, în fața căreia Dolokhov stătea între două lumânări. Pe masă era aur și bancnote, iar Dolokhov arunca o bancă. După propunerea și refuzul Soniei, Nikolai nu-l văzuse încă și era confuz la gândul cum se vor întâlni.
Privirea luminoasă și rece a lui Dolokhov l-a întâlnit pe Rostov la ușă, de parcă l-ar fi așteptat de mult.
„De mult timp fără să ne vedem”, a spus el, „mulțumesc că ai venit”. Voi ajunge acasă și Ilyushka va apărea cu corul.
— Am venit să te văd, spuse Rostov roșind.
Dolokhov nu i-a răspuns. „Poți paria”, a spus el.
Rostov și-a amintit în acel moment de o conversație ciudată pe care a avut-o cândva cu Dolokhov. „Numai proștii pot juca pentru noroc”, a spus atunci Dolokhov.
– Sau ți-e frică să te joci cu mine? - spuse acum Dolokhov, de parcă ar fi ghicit gândul lui Rostov, și a zâmbit. Din cauza zâmbetului său, Rostov a văzut în el starea de spirit pe care o avea în timpul cinei la club și, în general, în acele momente în care, parcă plictisit de viața de zi cu zi, Dolokhov simțea nevoia să iasă din ea într-un fel ciudat, mai ales. crud, act.
Rostov se simțea stânjenit; a căutat și nu a găsit în mintea lui o glumă care să răspundă cuvintelor lui Dolokhov. Dar înainte de a putea face asta, Dolokhov, privindu-l drept în fața lui Rostov, încet și deliberat, pentru ca toată lumea să poată auzi, i-a spus:
– Îți amintești că am vorbit despre joc... un prost care vrea să joace de noroc; Probabil ar trebui să joc, dar vreau să încerc.
— Încearcă să ai noroc, sau poate? gândi Rostov.
„Și e mai bine să nu te joci”, a adăugat el și, rupând pachetul rupt, a adăugat: „Bancă, domnilor!”
Mutând banii înainte, Dolokhov s-a pregătit să arunce. Rostov s-a așezat lângă el și nu a jucat la început. Dolokhov îi aruncă o privire.
- De ce nu te joci? – spuse Dolokhov. Și în mod ciudat, Nikolai a simțit nevoia să ia o carte, să pună un mic jackpot și să înceapă jocul.
„Nu am bani la mine”, a spus Rostov.
- O sa cred!
Rostov a pariat 5 ruble pe carte și a pierdut, a mai pariat și a pierdut din nou. Dolokhov a ucis, adică a câștigat zece cărți la rând de la Rostov.
„Domnilor”, a spus el, după ce a petrecut ceva timp, „vă rog să puneți bani pe carduri, altfel s-ar putea să mă încurc în conturi”.
Un jucător a spus că speră să aibă încredere în el.
– Îmi vine să cred, dar mi-e frică să nu mă încurc; „Vă rog să puneți bani pe carduri”, a răspuns Dolokhov. „Nu fi timid, ne vom descurca cu tine”, a adăugat el lui Rostov.
Jocul a continuat: lacheul, fără încetare, a servit șampanie.
Toate cărțile lui Rostov au fost sparte și pe el au fost scrise până la 800 de tone de ruble. A scris 800 de mii de ruble pe o singură carte, dar în timp ce i se servea șampanie, s-a răzgândit și a scris din nou suma obișnuită, douăzeci de ruble.
„Lăsați”, a spus Dolokhov, deși nu părea să se uite la Rostov, „veți primi și mai devreme”. Dau altora, dar te bat. Sau ți-e frică de mine? – repetă el.
Rostov a ascultat, a lăsat scrisul 800 și a așezat cele șapte inimi cu un colț rupt, pe care le-a ridicat de la pământ. Și-a amintit bine de ea după aceea. El a pus cele șapte inimi, scriind deasupra lui 800 cu o bucată de cretă ruptă, în numere rotunde, drepte; a băut paharul de șampanie încălzită servit, a zâmbit la cuvintele lui Dolokhov și, cu răsuflarea tăiată, așteptând pe cei șapte, a început să se uite la mâinile lui Dolokhov care țineau puntea. A câștiga sau a pierde acest șapte de inimi a însemnat mult pentru Rostov. Duminică, săptămâna trecută, contele Ilya Andreich i-a dat fiului său 2.000 de ruble, iar acestuia, căruia nu i-a plăcut niciodată să vorbească despre dificultăți financiare, i-a spus că acești bani sunt ultimii până în mai și de aceea i-a cerut fiului său să fie mai economic. de data asta. Nikolai a spus că asta era prea mult pentru el și că și-a dat cuvântul de onoare să nu mai ia bani până în primăvară. Acum au mai rămas 1.200 de ruble din acești bani. Prin urmare, cele șapte inimi au însemnat nu numai o pierdere de 1.600 de ruble, ci și nevoia de schimbare acest cuvânt. Cu inima scufundată, s-a uitat la mâinile lui Dolokhov și s-a gândit: „Ei bine, repede, dă-mi acest card și îmi iau șapca, mă duc acasă la cină cu Denisov, Natasha și Sonya și cu siguranță nu voi avea niciodată un card în mâinile mele.” În acest moment Viata acasa glumele lui cu Petya, conversațiile cu Sonya, duetele cu Natasha, un pichet cu tatăl său și chiar un pat calm în casa bucătarului, i s-au prezentat cu atâta putere, claritate și farmec, de parcă toate acestea ar fi trecut de mult, pierdute. și fericire neapreciată. Nu putea permite ca un accident stupid, forțându-i pe cei șapte să se întindă mai întâi pe dreapta decât pe stânga, să-l priveze de toată această fericire nou înțeleasă, nou luminată și să-l cufunde în abisul unei nenorociri încă netestate și incerte. Nu se putea, dar totuși aștepta cu răsuflarea tăiată mișcarea mâinilor lui Dolokhov. Aceste mâini cu oase late, roșiatice, cu părul vizibil de sub cămașă, au pus jos un pachet de cărți și au apucat paharul și pipa care erau servite.

Seria de conținut:

În sistemele de operare moderne, există conceptul de comunicare între procese (IPC) - acesta este un set de metode pentru schimbul de date între procese și/sau fire. Una dintre aceste metode de schimb este semnalele. Conceptul de semnale este acceptat de majoritatea sistemelor de operare, dar, de exemplu, Windows nu are suport complet pentru utilizarea lor ca una dintre metodele IPC - în astfel de sisteme de operare semnalele sunt implementate doar în bibliotecă standard limbajul C

Conceptul de semnal

Semnalele sunt capabile să întrerupă un proces în momente aleatorii (asincron) pentru a procesa un eveniment. Un proces poate fi întrerupt de un semnal inițiat de un alt proces sau nucleu. Nucleul folosește semnale pentru a notifica procesele despre diverse evenimente, cum ar fi moartea unui proces copil.

Semnalele au un anumit ciclu de viață. În primul rând, semnalul este creat - trimis de proces sau generat de nucleu. Semnalul așteaptă apoi să fie livrat procesului de recepție. Este în general acceptat că perioada de așteptare pentru un semnal este egală cu intervalul de timp dintre crearea semnalului și acțiunea pe care o trimite acest semnal. La sfârșitul ciclului de viață al semnalului, acesta este interceptat (primit) de către proces și sunt efectuate acțiuni legate de semnal.

Semnale simple și semnale fiabile

Există o împărțire a semnalelor în simple și fiabile.

Inițial, au fost dezvoltate și utilizate semnale simple (nesigure). În principiul lor de funcționare, ele sunt similare cu mecanismul canonic de procesare a întreruperilor hardware în procesor. Dacă un proces dorește să proceseze un anumit semnal într-un mod special, atunci informează nucleul despre acest lucru prin specificarea unei funcții speciale - un handler de semnal. Când un semnal este livrat unui proces, nucleul invocă un handler de semnal cât mai curând posibil, întrerupând procesul. Când handler-ul își finalizează execuția, procesul continuă de unde a fost întrerupt.

În loc să scrieți propria funcție de gestionare, puteți spune pur și simplu nucleului că semnalul provoacă acțiunea implicită sau că semnalul este pur și simplu ignorat.

Tot acest concept de lucru cu semnale sună destul de bine până când un semnal ajunge la un proces în timp ce acesta este deja ocupat cu procesarea unui alt semnal. Aici apar problemele - un handler de semnal numit în mod repetat poate corupa acele resurse partajate ( structuri generale date și variabile) pe care le folosește. În plus, dacă sosesc un număr mare de semnale, stiva de proces poate crește nelimitat, ceea ce poate duce la eșecuri ale programului.

În procesul de rezolvare a problemei, au fost dezvoltate semnale fiabile, care au fost standardizate în POSIX și sunt încă folosite astăzi. În continuare, în articol, sunt discutate semnale fiabile.

Semnale și apeluri de sistem

Semnalul poate ajunge la proces în timp ce procesul este în interiorul unui apel de sistem, de exemplu, așteaptă intrarea pentru a citi(). În acest caz, desfășurarea evenimentelor poate urma următoarea cale: aplicația nu încearcă să intercepteze semnalul și este întreruptă de nucleu (de exemplu, sosirea semnalului SIGTERM) - atunci terminalul rămâne într-un non-standard. configurație, ceea ce poate complica munca utilizatorului. Desigur, puteți intercepta semnalul, ștergeți terminalul din handlerul de semnal și apoi ieșiți, dar este destul de dificil să scrieți un handler de semnal care știe ce făcea programul în momentul întreruperii pentru a decide dacă să ștergeți terminalul sau nu.

Astăzi există o implementare a semnalelor care este liberă de aceste neajunsuri. Soluția este să setați pur și simplu un steag în handlerul de semnal pentru a indica faptul că semnalul a fost primit și apoi să vă asigurați că apelul de sistem revine cu un cod de eroare care indică faptul că apelul a fost întrerupt de semnal. În continuare, programul trebuie să verifice steag-ul setat de manipulatorul de semnal și să ia măsurile corespunzătoare, cum ar fi ștergerea terminalului și ieșirea.

Implementările moderne de semnal determină apelurile lente de sistem pentru a returna codul de eroare EINTR atunci când sunt întrerupte de un semnal de intrare. Apelurile rapide de sistem trebuie să se finalizeze înainte ca semnalul să fie livrat. Un apel de sistem lent este un apel de sistem care durează o perioadă nedeterminată de timp pentru a se finaliza, cum ar fi read(), wait(), write(). Toate apelurile de sistem care depind de resurse imprevizibile, cum ar fi acțiunile umane, datele din rețea etc., sunt lente. Desigur, toate celelalte apeluri de sistem sunt rapide.

De obicei, programul va gestiona codul de eroare EINTR și, dacă nu s-a întâmplat nimic fatal, repornește apelul de sistem. Majoritatea sistemelor de operare asemănătoare Unix fac acum acest lucru în mod implicit - trebuie doar să gestionați semnalul într-un handler, iar apelul de sistem va fi repornit automat. În Linux, apelurile de sistem nu sunt repornite în mod implicit, dar pentru fiecare semnal un proces poate seta un indicator pentru a spune sistemului să repornească apelurile lente de sistem întrerupte de acel semnal.

Trimiterea semnalelor

Trimiterea semnalelor de la un proces la altul se face de obicei folosind apelul de sistem kill(). Primul său parametru este PID-ul procesului către care este trimis semnalul; al doilea parametru este numărul semnalului. Dacă vrem să trimitem un semnal SIGTERM unui proces cu PID 6666, folosim apelul de sistem kill() astfel:

În loc de o valoare PID pozitivă, puteți transmite apelului o valoare egală, dar negativă. Apoi semnalul va fi trimis tuturor proceselor din grupul cu un număr egal cu modulul PID-ului trecut. Dacă PID-ul este 0, atunci semnalul este trimis tuturor proceselor din grupul căruia îi aparține procesul curent sunt utilizate în principal de shell-uri pentru gestionarea locurilor de muncă.

Dacă treceți valoarea -1 ca PID apelului de sistem kill(), semnalul va fi trimis către toate procesele, cu excepția init. Această caracteristică este utilizată pentru a opri sistemul.

Pentru mai multe informații despre apelul de sistem kill(), vezi man 2 kill.

Un proces poate trimite un semnal către el însuși folosind apelul de sistem raise(), care ia un parametru - numărul semnalului. Exemplu:

Desigur, fiecare dintre apelurile de sistem discutate mai sus returnează zero dacă are succes și o valoare diferită de zero dacă apare o eroare.

Interceptarea semnalului

Toate programele POSIX își înregistrează gestionatorii de semnal folosind apelul de sistem sigaction(). Acest apel de sistem are trei parametri: primul – int signum – numărul semnalului interceptat. Al doilea este struct sigaction * act – un pointer către o structură care descrie regulile de instalare a handler-ului. Al treilea parametru – struct sigaction * oact – ia deja regulile stabilite manipulator de semnal. Al doilea sau al treilea parametru (dar nu ambii!) poate fi setat la NULL dacă este necesar.

Structura struct sigaction are următoarea descriere:

sa_handler este un pointer către handlerul de semnal, iar handlerul trebuie declarat după cum urmează:

unde singurul parametru este numărul semnalului care a fost inclus în handler. sa_handler poate fi, de asemenea, egal cu SIG_IGN - semnalul este ignorat de proces și SIG_DFL - semnalul provoacă o acțiune implicită, cum ar fi întreruperea procesului.

sa_mask – un set de semnale care ar trebui blocat atunci când este apelat handlerul de semnal specificat în aceeași structură. Cum să le instalați este discutat mai jos.

Parametrul sa_flags permite unui proces să modifice comportamentul semnalului. Parametrul poate lua doar patru valori, care, totuși, pot fi combinate folosind operația de biți „OR”:

1. SA_NOCLDSTOP – Trimite semnalul SIGCHLD numai dacă procesul copil este întrerupt. Suspendarea unui proces copil nu determină trimiterea unui semnal.
2. SA_NODEFER – emularea semnalelor simple (nesigure).
3. SA_RESTHAND – după ce sosește un semnal, handlerul acestuia este resetat la SIG_DFL.
4. SA_RESTART – reporniți apelul de sistem după revenirea de la manipulatorul de semnal. Dacă indicatorul nu este setat, apelul de sistem returnează eroarea EINTR.

Ca de obicei, sigaction() returnează 0 la succes și o valoare negativă la eroare.

Mască semnal de proces

Adăugarea de semnale la structura sigset_t sa_mask, ștergerea acesteia etc. sunt efectuate folosind un set de funcții sigemptyset(), sigfillset(), sigaddset(), sigdelset(). Primele două funcții iau un parametru – un pointer către structura sigset_t. Aceste funcții șterg și umplu structura sigset_t cu toate semnalele posibile, respectiv.

Ultimele două funcții, respectiv, adaugă și elimină un semnal specific din structură și au câte doi parametri fiecare. Primul lor parametru este un pointer către structura sigset_t, iar al doilea este numărul semnalului.

Toate funcțiile discutate mai sus returnează 0 la succes și un număr diferit de zero la eroare.

În plus, există o altă funcție care verifică dacă semnalul specificat se află în setul specificat - sigismember(). Parametrii săi sunt aceiași cu cei ai sigaddset(). Funcția returnează 1 dacă semnalul este în set, 0 dacă nu este și un număr negativ dacă a apărut o eroare.

Printre altele, putem specifica o listă de semnale a căror livrare către proces va fi blocată. Acest lucru se face folosind funcția sigprocmask(int how, const sigset_t * set, sigset_t * oldset).

Primul său parametru descrie ce trebuie efectuat:

1. SIG_BLOCK – semnalele din set sunt blocate;
2. SIG_UNBLOCK – semnalele din set sunt deblocate;
3. SIG_SETMASK – semnalele din set sunt blocate, restul sunt deblocate.

Al doilea parametru este un pointer către setul de la care semnalele sunt blocate/deblocate. Dacă este NULL, atunci valoarea primului parametru este ignorată de apelul de sistem.

Al treilea parametru este un pointer către o mască de semnal deja utilizată; poate fi setat la NULL dacă aceste date nu sunt necesare.

Pentru a obține o listă de semnale în așteptare, puteți utiliza funcția sigpending(), care ia un singur parametru - un pointer către structura sigset_t, unde va fi scris setul de semnale în așteptare.

Principii de scriere a manipulatorilor de semnal

Una dintre cele mai importante reguli pentru scrierea manipulatorilor de semnal este că manipulatorul trebuie să fie reintrat, adică. trebuie să permită apelarea din nou atunci când procesul este deja într-un handler. Trebuie avut grijă ca manipulatorul de semnal să nu folosească structuri globale date sau apeluri lente de sistem. Dacă, din păcate, este imposibil să evitați acest lucru, atunci ar trebui să aveți grijă să vă protejați împotriva apelurilor repetate ale handler-ului în timp ce lucrați cu o structură de date sau cu un apel de sistem. Acest lucru poate fi realizat prin blocarea temporară a livrării semnalului al cărui handler rulează în prezent folosind apelul de sistem sigprocmask(). De exemplu, avem un handler de semnal SIGCHLD și blocăm în el astfel:

În plus față de tot ceea ce este enumerat mai sus, se crede că handlerul ar trebui să fie cât mai simplu posibil - în mod ideal, ar trebui să seteze un anumit steag și să se încheie, iar restul ar trebui să fie efectuat de partea principală a programului.

Concluzie

Materialul oferit este de bază pentru înțelegerea conceptului de semnale. În principiu, ar trebui să fie suficient să începeți să utilizați semnale în programele dvs.

Seria se va încheia cu o privire la modul în care să primiți (și să trimiteți) date suplimentare de semnal dacă nu aveți suficiente informatii obisnuite că un semnal a venit în procesul tău de undeva.

Resurse pentru descărcare

static.content.url=http://www.site/developerworks/js/artating/

ID articol=495997

ArticleTitle=Lucrul cu semnale în Linux: Partea 1. Bazele lucrului cu semnale